KR100435450B1 - Control apparatus for liquid o2 pump - Google Patents

Control apparatus for liquid o2 pump Download PDF

Info

Publication number
KR100435450B1
KR100435450B1 KR10-1999-0028829A KR19990028829A KR100435450B1 KR 100435450 B1 KR100435450 B1 KR 100435450B1 KR 19990028829 A KR19990028829 A KR 19990028829A KR 100435450 B1 KR100435450 B1 KR 100435450B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pump
liquid oxygen
precooling
temperature
signal
Prior art date
Application number
KR10-1999-0028829A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20010010121A (en
Inventor
김종민
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR10-1999-0028829A priority Critical patent/KR100435450B1/en
Publication of KR20010010121A publication Critical patent/KR20010010121A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100435450B1 publication Critical patent/KR100435450B1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/02Stopping, starting, unloading or idling control
    • F04B49/022Stopping, starting, unloading or idling control by means of pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06Control using electricity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/22Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2210/00Working fluid
    • F05B2210/10Kind or type
    • F05B2210/11Kind or type liquid, i.e. incompressible
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S417/00Pumps

Abstract

본 발명은 액체산소 탱크로부터 액체산소를 펌핑하여 산소 사용 공장으로 공급하는 경우 액체 산소 펌프의 예냉 및 액체 산소를 설정 압력으로 승압시키는 것을 자동으로 수행할 수 있도록 된 액체 산소 펌프의 자동 예냉 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic precooling control device for a liquid oxygen pump that is capable of automatically performing precooling of the liquid oxygen pump and boosting the liquid oxygen to a set pressure when pumping the liquid oxygen from the liquid oxygen tank and supplying the oxygen to the oxygen use plant. It is about.

이에 본 발명은 산소 펌프의 입측 및 출측에 각각 마련되어 상기 액체 산소 탱크로부터 유입되는 유량 및 펌프로부터 토출되는 유량을 제어하는 펌프 입/출구 밸브와, 상기 액체 산소 펌프의 구동 개시 신호가 입력되면 액체 산소가 액체 산소 펌프에 순차적으로 공급되어 액체 산소 펌프를 예냉시키도록 펌프 입/출구 밸브의 개도량을 제어하는 자동 예냉 제어부와, 상기 액체 산소 펌프의 입구 및 출구측 온도를 검출하도록 각각 마련된 온도검출기와, 상기 온도검출기에 의해 검출된 펌프 입구측 및 출구측 온도를 입력받아 산출한 온도차에 따라 예냉 완료여부를 판단하는 예냉 완료 판단부와, 예냉이 완료됨이 판단되면 상기 액체 산소를 펌핑하여 토출하도록 상기 액체 산소 펌프를 기동시키는 펌프 기동부를 구비하여 이루어진다.Accordingly, the present invention provides a pump in / out valve provided at the inlet and outlet of the oxygen pump to control the flow rate flowing from the liquid oxygen tank and the flow rate discharged from the pump, and the liquid oxygen pump driving start signal is inputted. Is automatically supplied to the liquid oxygen pump to control the opening amount of the pump inlet / outlet valves to precool the liquid oxygen pump, and the temperature detectors respectively provided to detect the inlet and outlet temperatures of the liquid oxygen pump. A precooling completion determination unit for determining whether the precooling is completed according to a temperature difference calculated by receiving the temperature of the pump inlet and outlet sides detected by the temperature detector; and when the precooling is completed, pumping and discharging the liquid oxygen. And a pump starting part for starting the liquid oxygen pump.

Description

액체 산소 펌프의 자동 예냉 제어 장치{CONTROL APPARATUS FOR LIQUID O2 PUMP}Automatic precooling control device for liquid oxygen pump {CONTROL APPARATUS FOR LIQUID O2 PUMP}

본 발명은 액체 산소 펌프의 자동 예냉 제어 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 액체산소 탱크로부터 액체산소를 펌핑하여 산소 사용 공장으로 공급하는 경우 액체 산소 펌프의 예냉 및 액체 산소를 설정 압력으로 승압시키는 것을 자동으로 수행할 수 있도록 된 액체 산소 펌프의 자동 예냉 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic precooling control device for a liquid oxygen pump, and more particularly, when the liquid oxygen is pumped from a liquid oxygen tank and supplied to an oxygen using plant, the precooling of the liquid oxygen pump and the step of boosting the liquid oxygen to a set pressure are performed. It relates to an automatic precooling control device for a liquid oxygen pump that can automatically perform this.

일반적으로, 산소공장은 대기의 공기를 이용하여 산소와 질소를 생산하는 설비로 산소를 생산하는 방법은 여러가지가 있지만 대량의 가스를 생산하는 설비에서는 온도 비점차를 이용한 분리방법을 사용한다. 이러한 온도비점차를 이용한 산소생산방법은 21%의 산소와 79%의 질소로 구성되는 대기의 온도를 계속 하락시키면 대기 온도가 -183℃가 되는 시점에서 산소가스가 분리되고, -195℃에서 질소가스가 분리되어 각각 산소가스와 질소가스가 생산되게 된다.In general, an oxygen plant uses oxygen in the air to produce oxygen and nitrogen, but there are various methods of producing oxygen, but in an apparatus producing a large amount of gas, a separation method using a temperature difference is used. In the oxygen production method using the temperature boiling point difference, when the temperature of the air composed of 21% oxygen and 79% nitrogen continues to decrease, oxygen gas is separated when the air temperature reaches -183 ° C, and nitrogen at -195 ° C. The gas is separated to produce oxygen gas and nitrogen gas, respectively.

이렇게 생산된 산소가스는 제철소 전 공장에 공급되어 철강 제품을 생산하는 데 사용되며 특히 산소가스는 제강공장에서는 없어서는 안될 중요한 가스이다. 따라서, 산소 공장에서 산소를 공급하지 않으면 제철소 전공장은 가동을 중단하게 되기 때문에 비상 사태를 대비하기 위한 백업 설비로 액체 산소와 액체 질소, 액체 아르곤 탱크가 설치되어 있어 산소 생산 설비 정상 운전시 여유분을 비축하였다가비상 사태가 발생한 경우 액체 산소를 산소 사용 공장으로 압송하여 정상적으로 가동될 수 있도록 하고 있다. 이때 액체 산소 탱크의 액체 산소를 산소 사용 공장으로 압송하는 압력까지 승압하는 데 사용되는 설비가 액체 산소 펌프이다.Oxygen gas thus produced is supplied to all steel mills to produce steel products. Especially, oxygen gas is an indispensable gas in steel mills. Therefore, if no oxygen is supplied from the oxygen plant, all steel mills will be shut down.In order to prepare for emergencies, liquid oxygen, liquid nitrogen, and liquid argon tanks are installed as reserves for emergency situations. In the event of an emergency, liquid oxygen is pumped to an oxygen plant to ensure normal operation. At this time, the equipment used to boost the pressure of the liquid oxygen in the liquid oxygen tank to the oxygen use plant is a liquid oxygen pump.

도 1은 이러한 종래 액체 산소 펌프의 구동 제어 장치의 개략적인 구성을 보인 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 액체 산소 펌프의 구동 제어 장치는 액체 산소 탱크(1)의 액체 산소를 액체 산소 펌프(2)를 이용하여 산소 압송 압력까지 승압시킨 후 증발기(도면 미도시)로 공급하여 증발기에서 기화시킨 후 산소 사용 공장으로 공급한다. 이때, 액체 산소 탱크(1)의 액체 산소의 온도는 -183℃이고, 액체 산소 펌프(2)의 온도는 20~30℃정도이기 때문에 액체 산소 펌프(2)를 예냉시키는 작업이 액체 산소를 펌핑하는 작업 수행전에 반드시 선행되어야 한다. 이는 극저온의 액체 산소가 펌프에 도달하자 마자 펌프와의 온도차에 의해 기체가 되어 펌프가 불가능하게 되거나, 혹은 펌프에 저온의 액체가 다량유입됨에 따른 펌프가 파괴되는 것을 방지하기 위한 것이다.1 is a block diagram showing a schematic configuration of a drive control apparatus for such a conventional liquid oxygen pump. As shown in FIG. 1, the driving control apparatus of the conventional liquid oxygen pump boosts the liquid oxygen of the liquid oxygen tank 1 to the oxygen pressure pressure by using the liquid oxygen pump 2 and then moves to an evaporator (not shown). It is supplied, vaporized in an evaporator, and then fed to an oxygen plant. At this time, since the temperature of the liquid oxygen of the liquid oxygen tank 1 is -183 ° C, and the temperature of the liquid oxygen pump 2 is about 20 to 30 ° C, the operation of precooling the liquid oxygen pump 2 pumps the liquid oxygen. This must be done before the task can be performed. This is to prevent the pump from being destroyed due to the temperature difference with the pump as soon as the cryogenic liquid oxygen reaches the pump and the pump becomes impossible, or the inflow of the low temperature liquid into the pump.

이때, 종래의 액체 산소 펌프의 예냉 방법은 먼저 펌프 예냉을 위해 조업자가 현장에 내려가 액체 산소 펌프의 예냉 입구 밸브(6)를 미량 오픈하여 극저온의 액체 산소를 액체 산소 펌프(2)에 유입시켜 온도를 다운시키고, 예냉 출구 밸브(7)를 오픈하여 예냉 실시로 기화된 산소 가스를 대기로 배출시킨다. 이때, 액체 산소는 펌프(2)를 예냉하는 동안 기화되어 대기로 방출되기 때문에 액체 산소의 낭비가 커지고 그에 따른 금액적 손실을 초래하는 문제가 있다.At this time, in the conventional pre-cooling method of the liquid oxygen pump, the operator first descends to the site for pre-cooling the pump, opens a small amount of the pre-cooling inlet valve 6 of the liquid oxygen pump, and introduces the cryogenic liquid oxygen into the liquid oxygen pump 2 and the temperature. Down, the precooling outlet valve 7 is opened, and the vaporized oxygen gas is discharged to the atmosphere. At this time, since the liquid oxygen is vaporized and released into the atmosphere during the precooling of the pump 2, there is a problem that the waste of the liquid oxygen becomes large, resulting in a loss of money.

또한, 액체 산소 펌프(2)는 서서히 온도를 다운시켜야 펌프가 저온으로 급하게 냉각되는 데서 비롯되는 펌프 회전축 및 베어링 균열을 방지할 수 있기 때문에 조업자는 예냉 입구 밸브(6)를 서서히 조작해야 한다. 이러한 승압 과정에서 밸브의 급격한 조작이 이루어질 경우 모터의 회전 날개와 실링(sealing) 장치등이 파괴되게 된다. 그러나 종래에는 밸브 조작을 조업자의 운전 경력에 의한 감으로 하고 있어 정밀한 조작이 어렵기 때문에 펌프 회전축 및 베어링 균열이 발생한 위험성이 높은 문제점이 있다.In addition, the operator must operate the precooling inlet valve 6 slowly because the liquid oxygen pump 2 should be gradually lowered to prevent the pump shaft and bearing cracks resulting from the rapid cooling of the pump to low temperatures. When a sudden operation of the valve is made in this step-up process, the rotor blade and the sealing device of the motor is destroyed. However, in the related art, since the valve operation is based on the operator's driving experience, precise operation is difficult, and thus there is a high risk of generating a pump shaft and bearing cracks.

한편, 액체 산소 펌프의 예냉 완료 여부를 판단하기 위해서는 예냉 출구 밸브로 나오는 산소가 가스가 아닌 액체인 경우 그 시점을 예냉이 완료된 시점으로 판단하여 예냉을 중지하고, 펌프 입구 밸브(4) 및 펌프 출구 밸브(5)를 열어 액체 산소 탱크(1)로부터 액체 산소를 펌핑하여 일정 압력으로 승압시켜 증발기로 공급하게 된다. 이때, 토출압력조절부(10)는 펌프 출구 밸브(5)를 통해 증발기로 공급되는 액체 산소의 압력을 토출압력검출기(8)로 검출하여 산소 사용 공장에서 필요한 압송 압력 일예로 25kg/㎠이 유지될 수 있도록 토출 압력 조절밸브(9)의 개도량을 조절하게 된다. 그러나, 이러한 예냉 완료 판단에 있어서도 조업자의 육안확인에 의존하기 때문에 조업자가 잘못 판단할 경우 모터의 기계적 파손을 초래하는 문제가 있다. 또한, 이러한 종래의 예냉 판단 방법은 모든 조작을 수동으로 실시하고 육안으로 판단하고 후속 조치를 수행하기 때문에 많은 시간이 소요되고 번거롭다 따라서, 산소 가스를 공급하는 데 지연이 발생하고 이에 따라 산소 사용 공장에서는 생산 제품의 생산량이 감소되는 문제가 있다.On the other hand, in order to determine whether the preliminary precooling of the liquid oxygen pump is completed, when the oxygen coming out of the precooling outlet valve is a liquid instead of a gas, the preliminary time is judged to be the completion point of precooling, and the preliminary cooling is stopped, and the pump inlet valve 4 and the pump outlet The valve 5 is opened to pump liquid oxygen from the liquid oxygen tank 1, and the pressure is increased to a predetermined pressure to supply the evaporator. At this time, the discharge pressure control unit 10 detects the pressure of the liquid oxygen supplied to the evaporator through the pump outlet valve 5 with the discharge pressure detector 8 to maintain 25 kg / cm 2 as an example of the pressure required for the oxygen use plant. The opening degree of the discharge pressure regulating valve 9 is adjusted to be possible. However, even when such pre-cooling determination is dependent on the operator's visual confirmation, there is a problem that the mechanical failure of the motor if the operator is wrongly judged. In addition, this conventional precooling determination method is time-consuming and cumbersome because all operations are performed manually, visually judged, and subsequent actions are taken. Therefore, there is a delay in supplying oxygen gas and accordingly, an oxygen-using plant In this case, there is a problem that the output of the produced product is reduced.

따라서, 본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써 그 목적은 액체 산소 펌프를 예냉하는 데 있어서 액체 산소 펌프의 기계적 파괴를 유발하지 않도록 예냉을 자동으로 수행하고, 예냉 완료를 정확하게 판단할 수 있도록 한 액체 산소 펌프의 자동 예냉 제어 장치를 제공하고자 하는 것이다.Therefore, the present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, and its object is to automatically perform precooling so as not to cause mechanical breakdown of the liquid oxygen pump in precooling the liquid oxygen pump, and accurately complete the precooling. It is an object of the present invention to provide an automatic precooling control device for a liquid oxygen pump.

본 발명의 다른 목적은 액체 산소의 토출 압력을 감시하여 토출 압력이 자동으로 서서히 승압될 수 있도록 하여 펌프의 토출 압력 급상승에 의한 베어링 및 실링 장치의 파괴를 방지할 수 있도록 된 액체 산소 펌프의 자동 예냉 제어 장치를 제공하고자 하는 것이다.It is another object of the present invention to monitor the discharge pressure of liquid oxygen so that the discharge pressure can be automatically raised gradually, thereby preventing the destruction of the bearing and sealing device due to the sudden rise in the discharge pressure of the pump. It is to provide a control device.

도 1은 종래 액체 산소 펌프의 구동 제어 장치의 개략적인 구성을 보인 블록도이다.1 is a block diagram showing a schematic configuration of a drive control apparatus of a conventional liquid oxygen pump.

도 2는 본 발명에 따른 액체 산소 펌프의 자동 예냉 제어 장치의 구성을 보인 시스템 블록도이다.2 is a system block diagram showing the configuration of an automatic precooling control device for a liquid oxygen pump according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 자동 예냉 제어부의 상세 구성을 보인 회로도이다.3 is a circuit diagram showing a detailed configuration of an automatic precooling control unit according to the present invention.

도 4(a)는 본 발명에서의 펌프 온도에 따른 예냉 밸브 조작신호 그래프이고, 도 4(b)는 펌프 온도 추이를 보인 그래프이다.Figure 4 (a) is a pre-cooling valve operation signal graph according to the pump temperature in the present invention, Figure 4 (b) is a graph showing the pump temperature trend.

도 5는 본 발명에 따른 자동 승압 제어부의 상세한 구성을 보인 회로도이다.5 is a circuit diagram showing a detailed configuration of an automatic boosting controller according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 펌프 토출 압력 제어 상태를 보인 그래프이다.6 is a graph showing a pump discharge pressure control state according to the present invention.

도 7은 본 발명을 구현하기 위한 승압시간 결정시 테스트 그래프이다.7 is a test graph for determining a boosting time for implementing the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1:액체산소탱크 2:액체산소펌프1: liquid oxygen tank 2: liquid oxygen pump

3:펌프구동 모터 4:펌프입구밸브3: Pump driven motor 4: Pump inlet valve

5:펌프출구밸브 11,12:온도검출기5: Pump outlet valve 11, 12: Temperature detector

20:토출압력제어부 30:예냉완료판단부20: discharge pressure control part 30: precooling completion part

40:펌프기동부 50:자동예냉제어부40: pump start part 50: automatic precooling control part

60:자동승압제어부.60: Automatic boost control unit.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액체 산소 펌프의 자동 예냉 제어 장치는Automatic precooling control device of the liquid oxygen pump according to the present invention to achieve the above object

이하에는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 액체 산소 펌프의 자동 예냉 제어 장치의 구성 및 작용 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration and effect of the automatic precooling control device for a liquid oxygen pump according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

도 2는 본 발명에 따른 액체 산소 펌프의 자동 예냉 제어 장치의 구성을 보인 시스템 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액체 산소 펌프의 자동 예냉 제어 장치는 예냉 개시 신호가 입력되면 펌프 입구 밸브(4)의 개도량을 제어하여 순차적으로 액체 산소가 액체 산소 펌프에 공급되도록 제어하는 자동 예냉 제어부(50)와, 상기 액체 산소 펌프(2)의 입구 및 출구측 온도차에 따라 예냉 완료여부를 판단하는 예냉 완료 판단부(30)와, 예냉이 완료됨이 판단되면 액체 산소 펌프(2)를 구동시키는 펌프 구동부(40)와, 상기 펌프(2)의 구동으로 토출되는 펌프 출구측 액체 산소의 압력을 검출하고 검출된 산소 압력에 따라 액체 산소의 토출 압력을 단계적으로 승압시키도록 상기 토출 압력 조절부(20)에 제어신호를 출력하는 자동 승압 제어부(60)를 구비하여 이루어진다.2 is a system block diagram showing the configuration of an automatic precooling control device for a liquid oxygen pump according to the present invention. As shown in FIG. 2, the automatic precooling control device for the liquid oxygen pump according to the present invention controls the opening amount of the pump inlet valve 4 when a precooling start signal is input so that liquid oxygen is sequentially supplied to the liquid oxygen pump. The automatic precooling control unit 50 to control, the precooling completion determination unit 30 for determining whether the precooling is completed according to the temperature difference between the inlet and the outlet sides of the liquid oxygen pump 2, and the liquid oxygen pump when it is determined that the precooling is completed. (2) detects the pressure of the liquid oxygen discharged from the pump outlet part which is driven by the driving of the pump 2, and increases the discharge pressure of the liquid oxygen step by step according to the detected oxygen pressure. It is provided with an automatic boosting control unit 60 for outputting a control signal to the discharge pressure adjusting unit 20.

또한, 본 발명에서는 액체 산소 펌프(2)의 입구 및 출구측 산소 온도를 검출하기 위하여 각각 온도검출기(11)(12)가 마련된다. 이러한 온도 검출기(11)(12)는 일예로 써미스터등으로 구현 가능하며 이는 온도 변화에 따라 저항값이 변화되는 특성을 갖는다.In addition, in the present invention, temperature detectors 11 and 12 are provided to detect the inlet and outlet side oxygen temperatures of the liquid oxygen pump 2, respectively. The temperature detectors 11 and 12 may be implemented as, for example, thermistors, which have a characteristic of changing a resistance value according to temperature change.

상기한 구성에 있어서, 예냉 완료 판단부(30)는 상기 입구 및 출구 온도검출기(12)(11)에 의해 검출된 온도에 상응하는 저항값을 전압신호로 변환하는 저항/전압변환기(31)와, 상기 저항/전압 변환기(31)에 의해 전압신호로 변환된 온도검출신호를 입력받아 상기 두 온도 검출값의 차를 연산하는 감산기(32)와, 상기 감산기(32)에 의해 연산된 펌프 입구 및 출구의 온도차가 예냉 완료를 판단하기 위한 일정 온도 일예로 -2℃이하인가를 비교하는 비교기(33)와, 상기 비교기(33)의 비교결과 온도차가 -2℃이하인 시간인 기설정된 일정 시간 일예로 10초이상 지속되는 가를 판단하는 타이머(34)를 구비한다. 이때 타이머(34)에 의해 액체 산소 펌프(2)의 입/출구측 온도차가 -2℃이하인 시간이 10초이상 유지됨이 판단되면 예냉이 완료된 것으로 판단하여 타이머(34)는 펌프 구동부(40)의 오어(OR)게이트(41)로 하이레벨의 동작신호를 출력한다.In the above configuration, the precooling completion determination unit 30 and the resistance / voltage converter 31 for converting a resistance value corresponding to the temperature detected by the inlet and outlet temperature detectors 12, 11 and a voltage signal; A subtractor 32 receiving a temperature detection signal converted into a voltage signal by the resistor / voltage converter 31 and calculating a difference between the two temperature detection values, a pump inlet calculated by the subtractor 32, For example, a predetermined temperature for determining whether the temperature difference between the outlets is a predetermined temperature for determining whether the precooling is completed is -2 ° C. or less, and a preset time period when the temperature difference between the comparator 33 and the comparator 33 is -2 ° C. or less. It is provided with a timer 34 that determines whether the lasting 10 seconds or more. At this time, if it is determined by the timer 34 that the time difference between the inlet / outlet side temperature of the liquid oxygen pump 2 is -2 ° C. or less is maintained for 10 seconds or more, it is determined that the precooling is completed, and the timer 34 determines that the pump driving unit 40 A high level operation signal is output to the OR gate 41.

한편, 펌프 기동부(40)는 운전자 조작에 따라 온되는 기동 스위치(13)와, 기동 스위치(13)의 조작으로 입력되는 펌프 예냉 신호와 상기 예냉 완료 판단부(30)로부터 예냉 완료신호를 입력받아 동작되는 오어 게이트(41)의 출력 신호를 논리곱 연산하는 앤드(AND)게이트(42)와, 상기 앤드 게이트(42)의 출력 신호를 베이스 구동 신호로 입력받아 동작되는 트랜지스터와, 상기 트랜지스터의 컬렉터단에 접속되어 상기 액체 산소 펌프 구동용 모터(3)에 구동 신호를 출력하는 릴레이(RY)를 구비하여 이루어진다.On the other hand, the pump start unit 40 inputs a start switch 13 which is turned on according to the driver's operation, a pump precooling signal input by the operation of the start switch 13 and a precooling completion signal from the precooling completion determination unit 30. An AND gate 42 for performing an AND operation on the output signal of the OR gate 41, a transistor operated by receiving the output signal of the AND gate 42 as a base driving signal, and a And a relay RY connected to the collector stage and outputting a drive signal to the liquid oxygen pump driving motor 3.

도 3은 본 발명에 따른 자동 예냉 제어부의 상세 구성을 보인 회로도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동 예냉 제어부(50)는 액체 산소 펌프(2)의 출구측 온도변화에 따라 저항값이 변화되는 출구 온도 검출기(11)의 출력저항값을 입력받아 해당 온도에 상응하는 전압신호로 변환하여 출력하는 저항/전압변환기(51)와, 기동스위치(13)가 온되는 경우 출구 온도 검출기(11)에 의해 검출된 펌프 출구측 온도를 저항/전압변환기(51)를 통해 일입력신호로 입력받는 다수개의 비교기(52a~52e)를 구비하고, 상기 다수개의 비교기(52)는 각각 타입력단에 출구밸브의 개도량을 단계적으로 제어하기 위한 기준 온도가 설정되어 있다. 일예로, 제 1 비교기(52a)는 기준 온도로 20℃, 제 2 비교기(52b)는 -30℃, 제 3 비교기(52c)는 -105℃, 제 4 비교기(52d)는 -155℃, 제 5 비교기(52e)는 -182℃로 설정된다.3 is a circuit diagram showing a detailed configuration of an automatic precooling control unit according to the present invention. As shown in FIG. 3, the automatic precooling control unit 50 according to the present invention receives an output resistance value of the outlet temperature detector 11 whose resistance value changes according to the outlet temperature change of the liquid oxygen pump 2. The resistance / voltage converter 51 converts and outputs a voltage signal corresponding to the corresponding temperature and outputs the pump outlet side temperature detected by the outlet temperature detector 11 when the start switch 13 is turned on. 51 is provided with a plurality of comparators (52a ~ 52e) received as a work input signal through the plurality of comparators 52, each of the plurality of comparators 52 is set a reference temperature for controlling the opening amount of the outlet valve step by step have. For example, the first comparator 52a is 20 ° C as the reference temperature, the second comparator 52b is -30 ° C, the third comparator 52c is -105 ° C, the fourth comparator 52d is -155 ° C, and 5 comparator 52e is set to -182 ° C.

따라서, 각각의 비교기(52)는 펌프 출구측 온도가 변화됨에 따라 각 온도별로 하이 레벨의 신호를 출력하여 각 비교기(52)의 출력단에 접속된 트랜지스터(TR)를 구동시키게 된다. 이때, 각 트랜지스터의 컬렉터단에는 펌프 입구 밸브(4) 및펌프 출구 밸브(5)의 개도량을 제어하기 위하여 펌프 출구측 온도별 개도량이 설정된다. 이는 펌프 출구 밸브측 온도가 높을 수록 개도량은 작고, 펌프 출구 밸브측 온도가 낮을 수록 예냉완료시점에 가까운 것이기 때문에 밸브 개도량을 크게 하도록 각 가변 저항의 값이 설정되게 된다. 가변 저항의 저항값에 따른 각 트랜지스터(TR)의 출력 전압 신호가 하이신호 자동 선택기(53)를 통해 전압/전류변환기(54)로 입력되어 전류신호로 변환된 후 펌프 입구 밸브(4) 및 펌프 출구 밸브(5)로 출력된다.Accordingly, each comparator 52 outputs a high level signal for each temperature as the pump outlet temperature changes, thereby driving the transistor TR connected to the output terminal of each comparator 52. At this time, in order to control the opening amount of the pump inlet valve 4 and the pump outlet valve 5, the opening amount according to the pump outlet side temperature is set in the collector terminal of each transistor. The higher the pump outlet valve side temperature is, the smaller the opening amount is, and the lower the pump outlet valve side temperature is, the closer to the precooling completion point, the value of each variable resistor is set to increase the valve opening amount. The output voltage signal of each transistor TR according to the resistance of the variable resistor is input to the voltage / current converter 54 through the high signal automatic selector 53 and converted into a current signal, and then the pump inlet valve 4 and the pump. Output to the outlet valve (5).

이러한 자동 예냉 제어부(50)의 제어에 따른 펌프 출구측 온도별 밸브 개도량 변화는 도 4(a)에 도시한 그래프와 같다. 즉, 펌프 출구측 온도가 내려감에 따라서 밸브의 개도량을 조금씩 증가시켜 액체 산소 펌프(2)에 급격하게 극저온의 액체 산소가 유입되지 못하도록 한다. 또한, 도 4(b)는 예냉시간에 따른 펌프의 온도변화를 보인 그래프이다.The change in the valve opening amount according to the pump outlet side temperature according to the control of the automatic precooling control unit 50 is the same as the graph shown in FIG. That is, as the temperature of the pump outlet side decreases, the opening amount of the valve is increased little by little so that the cryogenic liquid oxygen does not rapidly enter the liquid oxygen pump 2. In addition, Figure 4 (b) is a graph showing the temperature change of the pump according to the pre-cooling time.

도 5는 본 발명에 따른 자동 승압 제어부의 상세한 구성을 보인 회로도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동 승압 제어부(60)는 액체 산소 펌프(2)의 구동이 개시되어 액체 산소 탱크(1)로부터 액체 산소를 펌핑하여 증발기측으로 공급하게 되는 경우 상기 토출 압력 조절부(20)에 적정 제어 신호를 출력하여 증발기측으로 공급하는 액체 산소의 압력을 일정 기준 압력 일예로 25kg/㎠까지 서서히 단계적으로 승압시킨 뒤 일정하게 유지할 수 있도록 한다.5 is a circuit diagram showing a detailed configuration of an automatic boosting controller according to the present invention. As shown in FIG. 5, the automatic boosting controller 60 according to the present invention starts to drive the liquid oxygen pump 2 and pumps liquid oxygen from the liquid oxygen tank 1 to supply it to the evaporator side. By outputting a proper control signal to the pressure adjusting unit 20 to gradually increase the pressure of the liquid oxygen supplied to the evaporator side to a predetermined reference pressure, for example 25kg / ㎠ step by step to maintain a constant.

이러한 자동 승압 제어부(60)는 기동 스위치(13)가 온되어 펌프가 구동되면 기동 스위치(13)의 온 신호를 입력받아 타이머(61)가 동작되어 일정 시간 단위, 일예로 초단위로 시간을 카운트한다. 타이머(61)에 의해 카운트되는 시간은 기준시간이 각각 다르게 설정된 다수개의 비교기(66)의 일입력신호로 출력된다. 이때 각 비교기(66a~66e)는 기설정된 기준 시간과 타이머(61)에서 출력되는 신호를 비교하여 카운트시간이 기준 시간이상이 되는 경우에 동작되어 각각 하이레벨의 신호를 출력하게 된다. 또한, 각 비교기(66)의 출력단에는 비교기(66)의 출력 신호에 따라 동작이 온/오프되는 트랜지스터(TR1~TR5)가 마련되고, 해당 각 트랜지스터(TR1~TR5)의 컬렉터단에는 각기 다른 액체 산소 압력값이 설정되어 있어 어느 하나의 트랜지스터가 온되는 경우 해당 트랜지스터의 컬렉터단에 설정된 액체 산소 압력값이 하이신호 자동 선택기(67)를 통해 선택적으로 출력된다. 이때 출력된 액체 산소 압력값은 전압/전류 변환기(68)를 통해 전류 신호로 변환된 후 토출 압력 조절부(20)의 기준 설정값으로 입력된다.When the start switch 13 is turned on and the pump is driven, the automatic booster control unit 60 receives the ON signal of the start switch 13 to operate the timer 61 to count time in a predetermined time unit, for example, in seconds. do. The time counted by the timer 61 is output as one input signal of the plurality of comparators 66 in which the reference time is set differently. At this time, each of the comparators 66a to 66e compares the preset reference time with the signal output from the timer 61 to operate when the count time becomes more than the reference time, thereby outputting a high level signal. In addition, transistors TR1 to TR5, the operation of which is turned on or off according to the output signal of the comparator 66, are provided at the output terminal of each comparator 66, and different liquids are provided at the collector terminals of the transistors TR1 to TR5. When the oxygen pressure value is set and any one of the transistors is turned on, the liquid oxygen pressure value set at the collector end of the transistor is selectively output through the high signal automatic selector 67. In this case, the output liquid oxygen pressure value is converted into a current signal through the voltage / current converter 68 and then input as a reference set value of the discharge pressure adjusting unit 20.

이하에는 이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 액체 산소 펌프의 자동 예냉 제어 장치의 동작을 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the automatic precooling control device for the liquid oxygen pump according to the present invention having such a configuration will be described.

먼저, 조업자가 액체 산소 펌프(2)를 가동시킬 이유가 있다고 판단하여 기동 스위치(13)를 온시키게 되면, 펌프 입구 밸브(4) 및 펌프 출구 밸브(5)를 소량 오픈하여 액체 산소 탱크(1)에 저장된 액체 산소가 액체 산소 펌프(2)로 공급되도록 한다. 이에 액체 산소 펌프(2)의 예냉 동작이 수행되는 데 이때 펌프 출구 온도 검출기(11)에서 측정된 온도 신호는 펌프 자동 예냉 제어부(50)에 입력된다.First, when the operator determines that there is a reason to operate the liquid oxygen pump 2 and turns on the start switch 13, the pump inlet valve 4 and the pump outlet valve 5 are opened a small amount to open the liquid oxygen tank 1. Is supplied to the liquid oxygen pump (2). In this case, a precooling operation of the liquid oxygen pump 2 is performed. At this time, the temperature signal measured by the pump outlet temperature detector 11 is input to the pump automatic precooling control unit 50.

자동 예냉 제어부(50)는 펌프 출구 온도 검출기(11)로부터 검출된 온도 신호를 입력받아 각각의 비교기(52)를 통해 비교한다. 각각의 비교기(52a~52e)의 비반전단자에는 펌프 입구 및 출구 밸브의 개도량을 온도별로 제어하기 위한 기준 온도가 각각 설정되어 있다. 따라서, 펌프 출구 온도 검출기(11)에 의해 검출된 온도신호는 각 비교기(52a~52e)의 반전단자로 입력되어 비반전단자에 설정된 기준온도와 비교된 후 검출된 온도가 기준온도보다 더 낮은 경우에는 출력측으로 하이레벨의 신호를 출력하게 된다.The automatic precooling control unit 50 receives the temperature signal detected from the pump outlet temperature detector 11 and compares the signals through the respective comparators 52. In the non-inverting terminals of each of the comparators 52a to 52e, reference temperatures for controlling the opening amounts of the pump inlet and outlet valves for each temperature are set. Therefore, when the temperature signal detected by the pump outlet temperature detector 11 is input to the inverting terminals of the comparators 52a to 52e and compared with the reference temperature set in the non-inverting terminal, the detected temperature is lower than the reference temperature. Outputs a high level signal to the output side.

즉, 제 1 비교기(52a)는 펌프 출구측 온도가 기준 온도인 20℃보다 낮은 경우에 하이신호를 출력하여 트랜지스터(TRa)를 온시킴으로써 트랜지스터(TRa)에 설정된 개도량 10% 에 해당하는 제어신호가 하이신호 자동선택기(53)를 통해 펌프 입구 밸브(3) 및 펌프 출구 밸브(4)로 출력되도록 한다. 한편, 제 2 비교기(TRb)는 입력된 검출 온도가 기준온도인 -30℃보다 낮은 경우 하이레벨의 신호를 출력하여 펌프 입/출구 밸브의 개도량이 20%열림이 되도록 트랜지스터(TRb)를 온시킨다.That is, the first comparator 52a outputs a high signal and turns on the transistor TRa when the pump outlet side temperature is lower than 20 ° C., the reference temperature, so that the control signal corresponding to the opening amount 10% set in the transistor TRa is turned on. Is output to the pump inlet valve (3) and the pump outlet valve (4) via the high signal autoselector (53). On the other hand, the second comparator TRb turns on the transistor TRb so that the opening degree of the pump inlet / outlet valve is opened by 20% by outputting a high level signal when the detected detection temperature is lower than the reference temperature of -30 ° C. .

한편, 액체 산소 펌프(2)의 예냉이 진행됨에 따라 액체 산소 펌프 출구 온도가 -105℃이하가 되면 제 3 비교기(TRc) 출력도 하이(logical '1')가 되고 액체 산소 펌프(2)의 출구 온도가 -155℃이하가 되면 제 4 비교기(TRd)의 출력도 하이가 된다. 액체 산소 펌프 출구 온도가 -183℃이하가 되면 제 5 비교기(TRe) 출력도 하이가 되어 전체 비교기 출력은 하이신호를 유지하게 된다. 따라서, 액체 산소 펌프의 예냉으로 액체 산소 펌프 출구측 온도가 서서히 내려감에 따라서 각 비교기(52)의 출력단에 접속된 트랜지스터(TR)에 설정된 밸브 개도량에 따라 펌프 입구 밸브(3) 및 펌프 출구 밸브(4)의 개도량이 제어되게 된다.Meanwhile, when the liquid oxygen pump outlet temperature becomes −105 ° C. or less as the precooling of the liquid oxygen pump 2 proceeds, the output of the third comparator TRc becomes high (logical '1') and the liquid oxygen pump 2 When the outlet temperature is below -155 ° C, the output of the fourth comparator TRd also becomes high. When the liquid oxygen pump outlet temperature is lower than −183 ° C., the fifth comparator TRe output is also high, and the entire comparator output maintains a high signal. Accordingly, as the liquid oxygen pump outlet side temperature gradually decreases due to the precooling of the liquid oxygen pump, the pump inlet valve 3 and the pump outlet valve according to the valve opening amount set in the transistor TR connected to the output terminal of each comparator 52. The opening amount in (4) is to be controlled.

제 1 비교기(52a) 내지 제 5 비교기(52e)중의 적어도 어느 한 비교기의 출력이 하이가 되는 경우 그 출력단에 접속된 트랜지스터가 오프되어 하이신호 자동선택기(53)로 하이신호를 출력하게 되는 데, 이때 하이 신호 자동 선택기(53)는 입력된 신호중 가장 큰 신호를 선택하여 밸브로 출력한다.When the output of at least one of the first comparators 52a to the fifth comparator 52e becomes high, the transistor connected to the output terminal is turned off to output a high signal to the high signal automatic selector 53. At this time, the high signal automatic selector 53 selects the largest signal among the input signals and outputs it to the valve.

이러한 방법에 의하여 펌프는 예냉을 계속하고, 펌프 출구 온도가 -183℃이하가 되면 액체 산소 펌프 입구 밸브(3)와 펌프 출구 밸브(4)는 100% 열림상태를 유지하게 된다.By this method, the pump continues precooling, and when the pump outlet temperature is -183 ° C. or lower, the liquid oxygen pump inlet valve 3 and the pump outlet valve 4 are kept 100% open.

도 4(a)는 액체산소 펌프 출구 온도 변화에 따른 밸브 조작 신호를 그래프로 나타낸 것으로, 처음에는 밸브를 서서히 오픈하다가 펌프 출구측 온도가 떨어짐에 따라 밸브 개도량이 커지도록 제어하는 것을 알 수 있다. 또한, 액체 산소 펌프 예냉 과정을 수행하는 경우 펌프 출구 밸브(4)를 통과한 액체 산소는 종래와 같이 대기로 버려지지 않고 액체 산소 탱크(1)로 리턴되어 재사용된다.Figure 4 (a) is a graph showing the valve operation signal in accordance with the liquid oxygen pump outlet temperature change, it can be seen that the opening degree of the valve gradually opened, and the opening degree of the valve is controlled to increase as the temperature of the pump outlet side drops. In addition, when performing the liquid oxygen pump precooling process, the liquid oxygen passing through the pump outlet valve 4 is returned to the liquid oxygen tank 1 and reused without being thrown into the atmosphere as conventionally.

도 4(b)는 액체 산소 펌프 예냉 온도 추이를 나타낸 것으로, 액체 산소 펌프의 예냉을 시작하여 이를 완료하는데는 약 30분이 소요되고, 예냉하는동안 액체 산소 펌프 출구측 온도가 정상적으로 서서히 떨어지고 있음을 나타낸다. 액체 산소 펌프의 예냉이 완료되면 액체 산소 펌프 입구 밸브(3)와 펌프 출구 밸브(4)는 자동으로 100% 열림상태가 되어 액체 산소 펌프의 기동에 대비하게 된다.Figure 4 (b) shows the liquid oxygen pump precooling temperature trend, it takes about 30 minutes to start and complete the pre-cooling of the liquid oxygen pump, it shows that the liquid oxygen pump outlet temperature is slowly falling normally during the precooling . When the precooling of the liquid oxygen pump is completed, the liquid oxygen pump inlet valve 3 and the pump outlet valve 4 are automatically opened 100% to prepare for starting the liquid oxygen pump.

이러한 예냉 작업에 의해 펌프 출구측 온도가 -183℃이하로 떨어지면 예냉 완료 판단부(30)에서는 펌프 입구 온도와 펌프 출구 온도를 비교하여 감산기(32)에서 그 온도차를 산출하고, 산출된 온도차가 -2℃이하인 경우에는 즉, 펌프 출구측 온도가 -183℃ 이하임이 판단되면 타이머(34)를 구동시킨다. 타이머(34)는 펌프입/출구측 온도차가 -2℃ 이내인 시간이 일정 시간 즉, 10초 이상 경과됨을 판단하여 펌프 기동부(40)로 펌프 기동신호를 출력하여 액체산소펌프(2)를 기동시키게 된다.When the temperature at the pump outlet side drops below -183 ° C by this precooling operation, the precooling completion determination unit 30 compares the pump inlet temperature with the pump outlet temperature and calculates the temperature difference at the subtractor 32, and the calculated temperature difference is-. When it is 2 degrees C or less, ie, when it is determined that the pump outlet side temperature is -183 degrees C or less, the timer 34 is driven. The timer 34 determines that the time when the temperature difference between the pump inlet / outlet side is within −2 ° C. has elapsed for a predetermined time, that is, 10 seconds or more, and outputs a pump start signal to the pump start unit 40 to operate the liquid oxygen pump 2. Will be activated.

액체 산소 펌프(2)가 기동되면 액체 산소 펌프(2)를 보호하기 위하여 처음에는 토출 유량이 전량 탱크(1)로 리턴되도록 하고 이후 액체 산소 펌프 토출 압력을 자동 승압 제어부(60)에 의해 서서히 상승시키는 제어를 수행하게 된다.When the liquid oxygen pump 2 is started, in order to protect the liquid oxygen pump 2, the discharge flow rate is first returned to the entire tank 1, and then the liquid oxygen pump discharge pressure is gradually raised by the automatic boosting controller 60. To perform the control.

즉, 액체산소 펌프 예냉이 완료되어 액체산소 펌프 기동용 릴레이(RY)가 동작하면 이 신호는 펌프 토출 압력을 단계적으로 승압시키기 위한 자동 승압 제어부(60)로 입력되어 타이머(61)를 동작시키게 된다. 이때부터 타이머(61)는 초단위로 시간을 카운트하고, 카운트된 시간은 시간 비교부의 각 비교기(66)의 일입력신호로 입력된다.That is, when the liquid oxygen pump precooling is completed and the liquid oxygen pump starting relay RY is operated, this signal is input to the automatic boosting controller 60 for stepping up the pump discharge pressure to operate the timer 61. . From this time, the timer 61 counts time in seconds, and the counted time is input as one input signal of each comparator 66 of the time comparator.

제 1 및 제 5 비교기(66a)(66e)의 타입력단에는 각각 액체 산소의 압력을 승압시키기 위한 시간간격으로 각각 10초,30초,50초,70초,90초가 각각 설정되어 있다. 따라서, 각 비교기(66)는 타이머(61)에 의해 카운트된 시간과 기설정된 기준시간을 비교하여 그 비교결과에 따라 하이 또는 로우 신호를 출력한다. 다시 말해, 제 1 비교기(66a)는 타이머(61)에 의해 카운트된 시간이 10초이상이면 하이 신호를 출력하고, 제 2 비교기(66b)는 30초 이상이면 하이신호를 출력하게 된다.In the type force stages of the first and fifth comparators 66a and 66e, respectively, 10 seconds, 30 seconds, 50 seconds, 70 seconds, and 90 seconds are set as time intervals for boosting the pressure of the liquid oxygen, respectively. Accordingly, each comparator 66 compares the time counted by the timer 61 with a preset reference time and outputs a high or low signal according to the comparison result. In other words, the first comparator 66a outputs a high signal when the time counted by the timer 61 is 10 seconds or more, and the second comparator 66b outputs a high signal when it is 30 seconds or more.

또한, 각 비교기(66)의 출력단에 접속된 트랜지스터(TR1~TR5)의 컬렉터단에는 액체산소의 토출 압력을 제어하기 위한 가변 저항이 마련되어 각 가변저항의 저항설정치에 따라서 각각 10[kg/㎠], 16[kg/㎠], 20[kg/㎠], 23[kg/㎠], 25[kg/㎠]의 압력값을 하이 신호 자동 선택기(67)로 출력하게 된다.In addition, a variable resistor for controlling the discharge pressure of liquid oxygen is provided at the collector terminals of the transistors TR1 to TR5 connected to the output terminals of the comparators 66, respectively, depending on the resistance set value of each variable resistor, 10 [kg / cm 2]. , 16 [kg / cm 2], 20 [kg / cm 2], 23 [kg / cm 2], and 25 [kg / cm 2] are outputted to the high signal automatic selector 67.

도 6은 본 발명에 따른 펌프 토출 압력 제어 상태를 보인 그래프를 도시한 것으로써, 자동 승압 제어부(60)의 타이머(61)에서 카운트된 시간이 10초 이상이면 제 1 비교기(66a)는 하이신호를 출력하여 트랜지스터(TR1)를 동작시킴으로써 토출 압력 제어부(20)로 10[kg/㎠]의 토출 압력 신호를 설정치로 입력한다. 따라서, 토출 압력 제어부(20)에서는 자동 승압 제어부(60)로부터 입력받은 설정치와 토출 압력 검출기(8)를 통해 검출된 압력을 비교하여 그 차를 보상할 수 있도록 토출 압력 조절 밸브(9)의 개도량을 조절하여 액체 산소의 토출 압력이 설정치로 유지될 수 있도록 한다. 또한, 타이머(61)에서 카운트된 시간이 30초 이상이되면, 제 2 비교기(66b)는 하이신호를 출력하여 트랜지스터(TR2)를 동작시키고, 그에 따라 토출 압력 제어부(20)에는 16[kg/㎠]가 설정치로 입력된다.FIG. 6 is a graph showing a pump discharge pressure control state according to the present invention. When the time counted by the timer 61 of the automatic boosting controller 60 is 10 seconds or more, the first comparator 66a is a high signal. The transistor TR1 is operated to output a discharge pressure signal of 10 [kg / cm 2] to the discharge pressure control unit 20 as a set value. Accordingly, the discharge pressure control unit 20 compares the set value received from the automatic boosting control unit 60 with the pressure detected through the discharge pressure detector 8 to open the discharge pressure regulating valve 9 so as to compensate for the difference. The quantity is adjusted so that the discharge pressure of the liquid oxygen can be maintained at the set value. In addition, when the time counted by the timer 61 is 30 seconds or more, the second comparator 66b outputs a high signal to operate the transistor TR2, and accordingly, the discharge pressure control unit 20 supplies 16 [kg / cm 2]. ] Is entered as the set value.

한편, 자동 승압 제어부(60)에서는 토출 압력 제어부(20)의 설정치를 시간경과에 따라 자동으로 승압시키는 것에 대하여 프로세스 이상이나 외란으로 압력이 상승되지 못하는 경우나 과도하게 상승되는 경우 타이머(61)를 일시적으로 정지시켜 홀딩(holding) 상태를 유지할 수 있도록 한다. 이는 하이신호 자동선택기(67)를 통해 토출 압력 제어부(20)로 출력되는 제어 압력값을 검출하고, 이때 검출된 제어 압력값과 토출 압력 검출기(8)를 통해 검출된 압력값의 차이가 1[kg/㎠]이하인 경우에는 하한 비교기(62)가 하이 신호를 출력하여 타이머 홀드신호를 출력한다. 또한, 토출 압력 검출기(8)를 통해 검출된 토출 압력이 적정 토출 압력으로 설정된 25[kg/㎠]이상인 경우에는 상한 비교기(63)의 출력 신호가 하이가 되어 타이머 홀드 신호로써 출력되게 된다.On the other hand, the automatic boosting control unit 60 automatically raises the set value of the discharge pressure control unit 20 according to time, and when the pressure rises due to abnormal process or disturbance or excessively rises, the timer 61 is turned on. Temporarily stops to maintain the holding state. It detects the control pressure value output to the discharge pressure control unit 20 through the high signal automatic selector 67, and the difference between the detected control pressure value and the pressure value detected through the discharge pressure detector 8 is 1 [. kg / cm 2] or less, the lower limit comparator 62 outputs a high signal and outputs a timer hold signal. In addition, when the discharge pressure detected through the discharge pressure detector 8 is 25 [kg / cm 2] or more set to an appropriate discharge pressure, the output signal of the upper limit comparator 63 becomes high and is output as a timer hold signal.

펌프 토출 압력이 정상으로 상승한 뒤에는 펌프 토출 압력 조절부(20)에는 항상 25[kg/㎠]이 설정되어 있기 때문에 펌프 토출 압력 검출기(8)에서 측정되는 측정압력과 비교하면서 토출 압력 조절 밸브(9)를 제어하게 된다. 도 5는 펌프 토출 압력 승압 제어 상태 그래프로 압력이 낮은 상태에서는 빠른 시간을 압력을 상승시키고 압력이 상승됨에 따라 점차로 서서히 승압이 되는 것을 알 수 있다.After the pump discharge pressure rises to normal, since the pump discharge pressure adjusting unit 20 is always set to 25 [kg / cm 2], the discharge pressure regulating valve 9 is compared with the measured pressure measured by the pump discharge pressure detector 8. Will be controlled. 5 is a pump discharge pressure boost control state graph, it can be seen that the pressure is gradually increased as the pressure is increased and the pressure is gradually increased in a low pressure state.

한편, 도 7은 본 발명을 구현하기 위한 승압시간 결정시 테스트 그래프로서,토출 압력을 승압시키기 위한 단위시간을 결정하기 위하여 본 발명의 일실시예에서는 10초마다 2.5[kg/㎠]씩 토출 압력을 승압시키도록 자동 승압 제어부(60)를 구성하였다. 도 6에 도시한 바와 같이, 토출 압력을 매 3초마다 2.5[kg/㎠]씩 승압시키는 경우(맨위의 그래프), 매 15초마다 2.5[kg/㎠]씩 토출 압력을 승압시키는 경우(맨아래의 그래프) 및 10초마다 2.5[kg/㎠]씩 토출압력을 승압시키는 경우(중간의 그래프)에 대해 각각 액체 산소 펌프의 진동을 테스트하였다.On the other hand, Figure 7 is a test graph when determining the boosting time for implementing the present invention, in order to determine the unit time for boosting the discharge pressure in one embodiment of the present invention 2.5 [kg / ㎠] discharge pressure every 10 seconds The automatic boosting control unit 60 was configured to boost the pressure. As shown in FIG. 6, when the discharge pressure is boosted by 2.5 [kg / cm 2] every 3 seconds (top graph), when the discharge pressure is boosted by 2.5 [kg / cm 2] every 15 seconds (top The vibration of the liquid oxygen pump was tested for each of the following graphs) and the case of raising the discharge pressure by 2.5 [kg / cm 2] every 10 seconds (middle graph).

테스트 결과 펌프의 진동 위험치가 1.0[mill]이고, 경계치가 0.7[mill]인 것을 고려하면 단위시간을 15초로 한 경우에는 토출 압력이 25[kg/㎠]가 된 경우에도 진동이 경계치를 초과하지 않지만 단위시간을 길게 설정함에 따라 설정 토출 압력까지 승압하는 데 시간이 많이 소요되는 문제가 있다. 또한, 단위시간을 3초로 짧게 한 경우에는 설정 토출 압력인 25[kg/㎠]까지 승압한 경우 펌프의 진동이 위험치를 넘게 되는 문제점이 있었다. 반면, 단위 시간을 10초로 설정한 경우에는 설정 토출 압력까지 단시간에 승압이 가능하고 승압이 완료된 경우에도 펌프 진동에 별영향을 미치지 않는 것을 알 수 있다.Considering the test result shows that the pump's vibration risk value is 1.0 [mill] and the threshold value is 0.7 [mill], the vibration does not exceed the threshold value even when the discharge pressure is 25 [kg / cm 2] when the unit time is 15 seconds. However, there is a problem that it takes a long time to increase the pressure up to the set discharge pressure as the unit time is set longer. In addition, when the unit time was shortened to 3 seconds, there was a problem in that the vibration of the pump exceeded a dangerous value when the pressure was increased to 25 [kg / cm 2], which is the set discharge pressure. On the other hand, when the unit time is set to 10 seconds, it can be seen that the pressure can be increased in a short time up to the set discharge pressure, and even if the pressure is completed, it does not affect the pump vibration.

본 발명에 따른 액체 산소 펌프의 자동 예냉 제어 장치는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위내에서 다양하게 변형하여 실시될 수 있다.The automatic precooling control device for the liquid oxygen pump according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be variously modified and implemented within the range permitted by the technical idea of the present invention.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 액체 산소 펌프의 자동 예냉 제어 장치는 액체 산소 펌프를 구동시켜 액체 산소 탱크로부터 액체 산소를 펌핑하여 산소 사용 공장으로 공급하는 경우 액체 산소 펌프를 자동으로 예냉시킨 후 단계적으로 액체 산소의 토출 압력을 승압시켜 토출한다. 따라서, 액체 산소 펌프의 예냉시 극저온의 액체 산소가 펌프로 유입됨에 따른 펌프의 기계적 파손 및 금액적 손실을 방지하고, 예냉 작업시 액체 산소가 낭비되는 것을 방지할 수 있다.As described above, the automatic precooling control device for the liquid oxygen pump according to the present invention automatically precools the liquid oxygen pump when driving the liquid oxygen pump to pump the liquid oxygen from the liquid oxygen tank and supplying the oxygen to the oxygen use plant. Step by step, the discharge pressure of the liquid oxygen is raised to discharge. Therefore, it is possible to prevent mechanical damage and loss of money due to the introduction of cryogenic liquid oxygen into the pump during precooling of the liquid oxygen pump, and to prevent waste of liquid oxygen during the precooling operation.

또한, 예냉 완료시 액체 산소 펌프로부터 토출되는 액체산소의 토출 압력을 순차적으로 승압시킴으로써 액체 산소 펌프의 토출 압력이 급상승됨에 따라 발생되는 펌프 베어링 및 누수방지를 위한 실링 장치의 파손을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In addition, by sequentially boosting the discharge pressure of the liquid oxygen discharged from the liquid oxygen pump when the pre-cooling is completed, it is possible to prevent damage to the pump bearing and sealing device for preventing leakage caused by the sudden increase in the discharge pressure of the liquid oxygen pump Can be obtained.

Claims (5)

액체 산소 탱크에 저장된 여분의 액체 산소를 비상시 펌프를 이용해 펌핑한 후 산소 사용 공정으로 공급하는 액체 산소 펌프의 구동 제어 장치에 있어서,In the drive control device of the liquid oxygen pump for supplying the excess liquid oxygen stored in the liquid oxygen tank with an emergency pump and then supplied to the oxygen using process, 상기 산소 펌프의 입측 및 출측에 각각 마련되어 상기 액체 산소 탱크로부터 유입되는 유량 및 펌프로부터 토출되는 유량을 제어하는 펌프 입/출구 밸브와,A pump inlet / outlet valve provided at an inlet and an outlet of the oxygen pump to control a flow rate flowing from the liquid oxygen tank and a discharge rate from the pump; 상기 액체 산소 펌프의 구동 개시 신호가 입력되면 액체 산소가 액체 산소 펌프에 순차적으로 공급되어 액체 산소 펌프를 예냉시키도록 펌프 입/출구 밸브의 개도량을 제어하는 자동 예냉 제어부와,An automatic precooling control unit for controlling the opening amount of the pump inlet / outlet valves so that when the driving start signal of the liquid oxygen pump is input, liquid oxygen is sequentially supplied to the liquid oxygen pump to precool the liquid oxygen pump; 상기 액체 산소 펌프의 입구 및 출구측 온도를 검출하도록 각각 마련된 온도검출기와,A temperature detector each provided to detect inlet and outlet temperature of the liquid oxygen pump; 상기 온도검출기에 의해 검출된 펌프 입구측 및 출구측 온도를 입력받아 산출한 온도차에 따라 예냉 완료여부를 판단하는 예냉 완료 판단부와,A precooling completion determination unit determining whether the precooling is completed according to the temperature difference calculated by receiving the pump inlet and outlet temperature detected by the temperature detector; 예냉이 완료됨이 판단되면 상기 액체 산소를 펌핑하여 토출하도록 상기 액체 산소 펌프를 기동시키는 펌프 기동부를 구비하여 이루어지는 것을 특징을 하는 액체 산소 펌프의 자동 예냉 제어 장치.And a pump starting unit for starting the liquid oxygen pump to pump and discharge the liquid oxygen when it is determined that the precooling is completed. 제 1 항에 있어서, 상기 자동 예냉 제어부는The method of claim 1, wherein the automatic precooling control unit 상기 펌프 출구 온도검출기에 의해 검출된 온도 신호를 일입력단자에 입력받고, 타입력단자에 각각 상이하게 설정된 기준 온도와 비교하는 다수개의 비교기와,A plurality of comparators for receiving a temperature signal detected by the pump outlet temperature detector at one input terminal and comparing the temperature signal set at a type force terminal to a reference temperature differently; 상기 비교기의 각 출력단에 접속되어 비교기의 비교결과 검출신호가 기준온도보다 낮은 경우 동작되어 펌프 출구측 온도저하에 따른 해당 밸브 개도량 값을 출력하는 다수개의 트랜지스터와,A plurality of transistors connected to each output terminal of the comparator and operated when the comparison result detection signal of the comparator is lower than the reference temperature to output a corresponding valve opening amount value according to the temperature decrease of the pump outlet side; 상기 각 트랜지스터로부터 출력되는 밸브 개도량 중 가장 큰 값을 선택하여 펌프 입/출구 밸브로 출력하는 하이신호 자동 선택기를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액체 산소 펌프의 자동 예냉 제어 장치.And a high signal automatic selector which selects the largest value of the valve openings output from the transistors and outputs them to the pump inlet / outlet valves. 제 1 항에 있어서, 상기 예냉 완료 판단부는The method of claim 1, wherein the precooling completion determination unit 상기 펌프 입/출구측 온도 검출기에 의해 검출된 각 온도신호를 입력받아 온도차를 산출하는 감산기와,A subtractor for receiving a temperature signal detected by the pump inlet / outlet temperature detector and calculating a temperature difference; 상기 감산기에 의해 산출된 펌프 입/출구 온도차를 예냉 완료 판단을 위해 기설정된 기준 온도와 비교하는 비교기와,A comparator for comparing the pump inlet / outlet temperature difference calculated by the subtractor with a preset reference temperature for precooling completion determination; 상기 비교기의 비교결과 펌프 입/출구측 온도차가 기준온도이내인 경우 카운트 개시하여 기설정된 기준 시간이 경과된 후 상기 펌프 기동부로 예냉 완료 신호를 출력하는 타이머를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액체 산소 펌프의 자동 예냉 제어 장치.And a timer for outputting a precooling completion signal to the pump starter after the preset reference time has elapsed when the pump inlet / outlet temperature difference is less than the reference temperature as a result of the comparison of the comparator. Automatic precooling control device. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 액체 산소 펌프의 기동에 따라 출력되는 액체 산소의 토출 압력을 검출하는 토출 압력 검출기와,A discharge pressure detector for detecting a discharge pressure of the liquid oxygen output according to the start of the liquid oxygen pump; 상기 펌프 구동이 개시되면 소정 시간단위로 액체 산소의 토출 압력을 기설정된 공급 압력까지 단계적으로 승압시키도록 소정의 압력 설정신호를 출력하는 자동 승압 제어부와,An automatic boosting controller for outputting a predetermined pressure setting signal to step up the discharge pressure of the liquid oxygen in a predetermined time unit to a predetermined supply pressure when the pump is started; 상기 토출 압력 검출기에 의해 검출된 토출 압력과 상기 자동 승압 제어부로부터 출력되는 설정 압력을 비교하여 그 차에 보상하는 제어신호를 출력하는 토출 압력 조절부와,A discharge pressure adjusting unit for comparing the discharge pressure detected by the discharge pressure detector with a set pressure output from the automatic boosting controller and outputting a control signal for compensating for the difference; 상기 토출 압력 조절부로부터 출력되는 제어 신호에 따라 상기 액체 산소 펌프로부터 출력되는 액체 산소의 압력을 조절하는 토출 압력 조절 밸브를 더 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액체 산소 펌프의 자동 예냉 제어 장치.And a discharge pressure regulating valve for adjusting a pressure of the liquid oxygen output from the liquid oxygen pump in accordance with a control signal output from the discharge pressure adjusting unit. 제 4 항에 있어서, 상기 자동 승압 제어부는The method of claim 4, wherein the automatic boosting control unit 펌프 구동 개시신호가 입력되면 시간카운트를 개시하여 펌프 구동 시간을 카운트하여 출력하는 타이머와,A timer for counting and outputting a pump driving time by starting a time count when a pump driving start signal is input; 상기 타이머에 의해 카운트된 시간을 일입력신호로 입력받아 각각 상이하게 설정된 기준시간과 비교하는 다수개의 비교기와,A plurality of comparators for receiving a time counted by the timer as a work input signal and comparing the time counted with each other; 상기 비교기의 각 출력단에 접속되어 펌프 구동 시간이 각각의 기준시간이상인 경우 동작되어 펌프 구동 시간별 토출 압력 설정치를 출력하는 다수개의 트랜지스터와,A plurality of transistors connected to each output terminal of the comparator and operated when the pump driving time is equal to or greater than each reference time to output discharge pressure set values for each pump driving time; 상기 각 트랜지스터로부터 출력되는 토출 압력 설정값 중 가장 큰 값을 선택하여 펌프 토출 압력 조절부의 설정 압력값으로 출력하는 하이신호 자동 선택기를구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액체 산소 펌프의 자동 예냉 제어 장치.And a high signal automatic selector configured to select the largest value among the discharge pressure set values output from the transistors and to output the set pressure value of the pump discharge pressure adjusting unit.
KR10-1999-0028829A 1999-07-16 1999-07-16 Control apparatus for liquid o2 pump KR100435450B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-1999-0028829A KR100435450B1 (en) 1999-07-16 1999-07-16 Control apparatus for liquid o2 pump

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-1999-0028829A KR100435450B1 (en) 1999-07-16 1999-07-16 Control apparatus for liquid o2 pump

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010010121A KR20010010121A (en) 2001-02-05
KR100435450B1 true KR100435450B1 (en) 2004-06-10

Family

ID=19602255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-1999-0028829A KR100435450B1 (en) 1999-07-16 1999-07-16 Control apparatus for liquid o2 pump

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100435450B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210046144A (en) * 2019-10-18 2021-04-28 주식회사 포스코 Oxygen supplying device for ironworks and method for supplying sealing gas of liquid oxygen pump

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102265200B1 (en) 2020-03-23 2021-06-15 주식회사 포스코 Liguid oxygen pump for air separation plant and methof for supplying sealing gas of liguid oxygen pump

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5957094A (en) * 1982-09-27 1984-04-02 Hitachi Zosen Corp Utilizing method of boil-off gas in lng carrying ship
JPS63302166A (en) * 1987-06-01 1988-12-09 Natl Aerospace Lab Separated type liquid-air cycle engine
JPH04252799A (en) * 1991-01-30 1992-09-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Air side precooling method for air liquefaction type engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5957094A (en) * 1982-09-27 1984-04-02 Hitachi Zosen Corp Utilizing method of boil-off gas in lng carrying ship
JPS63302166A (en) * 1987-06-01 1988-12-09 Natl Aerospace Lab Separated type liquid-air cycle engine
JPH04252799A (en) * 1991-01-30 1992-09-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Air side precooling method for air liquefaction type engine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210046144A (en) * 2019-10-18 2021-04-28 주식회사 포스코 Oxygen supplying device for ironworks and method for supplying sealing gas of liquid oxygen pump
KR102255862B1 (en) * 2019-10-18 2021-05-25 주식회사 포스코 Oxygen supplying device for ironworks and method for supplying sealing gas of liquid oxygen pump

Also Published As

Publication number Publication date
KR20010010121A (en) 2001-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10935036B2 (en) Enhanced turbocompressor startup
JP2754079B2 (en) Control method and control device for compressor system
EP2179183B1 (en) Improvements in compressors control
US8487561B2 (en) Softstarter device and method to control the softstarting of an electric motor
JP3658415B2 (en) Gas turbine equipment
US20160281710A1 (en) Operation control device for limiting the amount a positive displacement pump over or undershoots a target operating parameter value, pump system and method for operating such
US8011198B2 (en) Method of preheating inverter-driven compressor and device therefor
WO1997024512A1 (en) Surge recurrence prevention control system for dynamic compressors
AU2007347705A1 (en) Anti-bogdown control system for turbine/compressor systems
EP2505844A2 (en) Automatic pump and an operation control method for the same
JP2523139B2 (en) Water supply system using variable speed pump
KR100435450B1 (en) Control apparatus for liquid o2 pump
US20070118272A1 (en) Engine control apparatus
JPH11287188A (en) Control method and control device for operation of compressor
KR100833005B1 (en) Apparatus for continuously controlling pressure of top in blast furnace
JP2781527B2 (en) Pump control method for pressure tank type water supply device
JPH09268978A (en) Variable speed water supply device
JP2516193B2 (en) Pressure tank type water supply device
JP4268926B2 (en) Membrane filtration operation control system
JP2652579B2 (en) Automatic water supply pump control device
JPH08177747A (en) Operation machine number control device of pump
KR100825624B1 (en) A method for controlling a Blower for a blast furnace
JP3368480B2 (en) Compressor control method and device
CN104343668A (en) Fluid compressor control system
JPS6124522B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20080530

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee